本发明属于电动机牵引力自动均衡和自动差速的方法,适用于胶带输送机电动牵引力的均衡控制。 在煤矿或其他矿山常采用大型胶带输送机输送矿物,通常大型胶带输送机需要用两台或两台以上的电动机驱动,目前,矿山普遍采用可控硅整流直流电动机系统来实现两台或两台以上电动机牵引力的均衡控制,其缺点是系统庞大、复杂,它由多面高压柜、整流变压器、直流电动机、交直流转换柜、平波电抗器、直流快速开关、可控硅整流器及其触发器、调节单元等装置以及数以千计的元件组成,故障多、可靠性低、维修技术难度大、价格昂贵、功率因数低、受井下潮湿环境以及机电参数变化的影响大。
本发明的目的是提供一种简单、可靠、维护方便、成本低的多台电动机牵引力自动均衡方法。
本发明是根据变流技术和串联电路电流相等的原理,将驱动用的每台交流绕线电动机转子的三相交流电压分别接到一个三相桥式硅整流器的输入端,再将经多个三相桥式硅整流器整流后的直流电压顺极性串联连接成一串联回路,从而自动均衡了多台电动机的转子电流,即各电动机输出转矩相同,达到多台电动机牵引力及功率自动均衡控制的目的。
为了便于负载启动和实现调速,可在上述的串联回路中串接多段电阻器,并采用直流接触器切换串联回路中的电阻值,也可使电动机转子地三相交流电压先分别串接多段电阻后再接到三相桥式硅整流器的输入端,并采用交流接触器切换每相回路串接的多段电阻。此外,交流绕线电动机转子的三相电压可通过中间变压器接三相桥式硅整流器。
本发明的优点是自动均衡、结构简单、可靠性高、维修容易、受环境影响小、系统功率因数高、高次谐波分量小、成本比现有系统降低50%以上。
附图1胶带输送机电动牵引力直流接触器式自动均衡装置的原理图
附图2胶带输送机电动牵引力直流接触器式自动均衡装置的使用示意图
附图3胶带输送机牵引力交流接触器式自动均衡装置理图
附图4电动机机械特性曲线图
下面结合附图用实施例对本发明做进一步的描述:
本发明的实施例之一为胶带输送机电动牵引力直流接触器式自动均衡装置。该装置由于两个三相桥式硅整流器,多段电阻器和直流接触器构成,如图1所示。两个三相桥式硅整流器按整流后的直流电压顺极性连接并与多段电阻串联连接成一串联回路,用直流接触器切换串联回路中的电阻值,将驱动胶带输送机的两台交流绕线电动机转子的三相交流电压分别接到两个三相桥式硅整流器的输入端。使用时,当6kv电源回路的隔离开关K1或K2、油断路器DL、高压接触器C0、C1、C2闭合后,电动机1M,2M的定子投入电网,它们的转子三相交流电压经三相桥式硅整流器整流后按直流电压顺极性接到回路中,如图2所示。从而实现两台电动机牵引力及功率的自动均衡控制。回路中,通过直流接触器切换电阻,实现各种生产需要的速度,正常输送煤或矿物时切换掉全部电阻,以避免系统功率损失。
本发明的实施例之二为胶带输送机电动牵引力交流接触器式均衡装置,如图3所示,其特点是将驱动用的两台交流绕线电动机转子的三相交流电压先分别接多段电阻器后,再分别接两个三相桥式硅整流器,并采用交流接触器切换每相回路串接的多段电阻值,两台电动机的均衡控制仍依靠两个三相桥式硅整流器构成的串联回路。
本发明的应用条件是驱动胶带输送机的两台或两台以上的绕线电动机为同一型号,相同容量,并且电动机定子接在同一电源上。
本发明根据变流技术和串联电路电流相等的原理,将两台或两台以上绕线电动机的转子电压经三相桥式硅整流器整流并将整流电压按顺极性连接到串联回路中,使两台或多台绕线电动机的转子电流相等,亦即各绕线电动机的输出转矩相同,达到了多台电动机牵引力自动均衡控制的目的。此外,这种变流串联方法还具有多台电动机自动差速的作用。由于制造加工等误差,使胶带输送机的驱动轮或滚筒直径不可能完全相等,则驱动轮或滚筒直径小的电动机因负荷稍小而有微小的加速度,直到驱动轮或滚筒上线速度相同和电动机转矩和负荷转矩相平衡,电动机稳定运行。这时驱动轮直径小的电动机转数稍偏高,而其转子电压稍偏低,由于转子电压不等,就有能量交换,交换方向是转子电压高的向转子电压低的送能量。这时转数偏低的电动机工作在电动状态,而转数偏高的电动机工作在电动状态的同时,又工作在道变状态,因它同时接收另一台电动机送来的能量,它工作在超同步转数状态。(但不等于其转数超过同步转数)。这是同现有的胶带输送机电力拖动方案在技术上的主要区别之一。
图4是两台电动机工作时机械特性(两特性曲线画得比较分开、是为了直观地说明问题),图中n0是电动机同步转数,n1是稍慢的电动机工作转数,n′1是稍快的电动机工作转数,n′0是稍快的电动机工作的机械特性曲线的同步转数。从图中可知:二台电动机稳定运行时,输出转矩相同,但转数不同,驱动轮或滚筒直径小的电动机转数高,反之转数低,从而便两驱动轮或滚筒上线速度相等,自动实现差速。